linux网络驱动（以太网）

前言

由于最近要做一个MCU的以太网通信，学习一下以太网。由于过来实习没带MCU，只能继续做一下SOC，所以这期还是imx6ull的以太网（以下简称网络）驱动。

理论（imx6ull内置MAC外设）

其实整个SOC网络单方通信的过程就划分为三部分：SOC---->MAC外设----->PHY芯片

都是些什么？

SOC其实就是我们的带操作系统的单片机（学名叫片上系统），MAC就是我们经常用的硬件IIC、SPI外设控制器，PHY就是专门用来与外部通信的芯片（这个不太了解）

现在我们知道了，MAC作为硬件外设，一般会集成到我们的SOC芯片上，所以归根到底，就是控制MAC外设实现与PHY芯片的数据交互？

内部的 MAC 外设会通过 MII 或者 RMII 接口来连接外部的 PHY 芯片， MII/RMII 接口用来
传输网络数据。另外主控需要配置或读取 PHY 芯片，也就是读写 PHY 的内部寄存器，所以还
需要一个控制接口，叫做 MIDO， MDIO 很类似 IIC，也是两根线，一根数据线叫做 MDIO，一
根时钟线叫做 MDC。

总是是这么一个过程

MII接口

MII接口用于以太网MAC连接PHY芯片，如下图：

RMII接口

就是 MII 接口的精简版本。 RMII 接口只需要 7 根数据线，相比 MII 直接减少了 9 根，极大的
方便了板子布线，如下图：

MDIO接口

MDIO 全称是 Management Data Input/Output，直译过来就是管理数据输入输出接口，是一
个简单的两线串行接口，一根 MDIO 数据线，一根 MDC 时钟线。驱动程序可以通过 MDIO 和
MDC 这两根线访问 PHY 芯片的任意一个寄存器。 MDIO 接口支持多达 32 个 PHY。同一时刻
内只能对一个 PHY 进行操作，那么如何区分这 32 个 PHY 芯片呢？和 IIC 一样，使用器件地址
即可。同一 MDIO 接口下的所有 PHY 芯片，其器件地址不能冲突，必须保证唯一，具体器件
地址值要查阅相应的 PHY 数据手册。

拓展

总的硬件连线是下面这样子

PHY芯片

我们用到的PHY收发器是SR8201F

SR8201F 中断管理（此处没用到）

SR8201F 检测到媒介端的状态改变，就会写入对应中断状态的寄存器（第 0 页寄存器 14），
并且在中断管脚使能时，中断管脚会被置低表示发生一个中断事件。当 MAC 检测到中断事件
时，可以通过 MDC/MDIO 端口访问到第 0 页寄存器 14 获取相应的中断状态。

PHY 地址设置

SR8021F 内部寄存器

我们看寄存器，主要就是看配置寄存器和状态寄存器，如下

配置寄存器BCR，地址为0

状态寄存器BSR，地址为1

ID寄存器

SR8201F 的 PHY ID 寄存器 1 和 ID 寄存器 2，地址为 2 和 3，后面就称为寄
存器 2 和寄存器 3。这两个寄存器都是 PHY 的 ID 寄存器。 IEEE 规定寄存器 2 和寄存器 3 为
PHY 的 ID 寄存器，这两个寄存器组成一个 32 位的唯一 ID 值。

linux网络驱动框架

Linux 内核使用 net_device 结构体表示一个具体的网络设备， net_device 是整个网络驱动的
灵魂。网络驱动的核心就是初始化 net_device 结构体中的各个成员变量，然后将初始化完成以
后的 net_device 注册到 Linux 内核中。
net_device是一个很庞大的结构体，定义在 include/linux/netdevice.h 中，这里不在描述。